操作系统概念--读书笔记之第十章文件系统接口

1 文件概念

• 概念
  文件是记录在外存上的相关信息的具有名称的集合。
  文件是逻辑外存的最小单元。
• 文件外部结构
  因为文件类型过多，所以一般操作系统只支持少数几种必须的文件结构（避免操作系统过大）。以UNIX为例，将文件看为八位字节的序列，但是不解释这些位，由其他的应用程序来解释。当然它还是支持一种可执行文件结构。
• 内部文件结构
  对于内存来说，逻辑记录大小和物理块大小通常不一样，所以一般是若干个逻辑记录打包之后放入逻辑块。以UNIX为例，内存中的文件以字节流的方式存在，通过文件首加偏移来访问，打包存入，解包读出。
  比如一个物理块为512B，一个1949B的文件会被分为4块放入外存，这样会导致最后一个块的最后99B被浪费，这就是内部碎片。

2 访问方法

• 顺序访问
  按照顺序访问，读操作前移文件指针，写操作向文件尾部添加内容。可以重新设置到文件开始位置，也可以向后或者向前跳n个记录。此方式基于文件的磁带模型。
• 直接访问
  直接访问也叫相对访问，在此种方式下，文件可看做块或者记录的编号序列。此方式基于文件的磁盘模型。当然直接访问也可以模拟顺序访问。
• 其他方式
  通常是建立在直接访问方式之上，通过创建文件索引，实现更快捷的文件访问，还有创建二级索引的索引方式。

3 目录结构

• 存储结构

• 目录
  单层结构目录：所有文件存在一个目录下，文件不能重名，不合适。
  双层结构目录：主目录下分为用户文件目录，在用户文件目录下存放文件，通用户目录下不能重名。虽然解决了单层结构目录，但不能实现文件共享。
  树状结构目录：可以分为多层，像树一样。路径名有相对路径名和绝对路径名。而且可以访问其他用户的文件。
  无环图目录：节约存储空间，文件指针可以指向同一个文件，在这样的情况在通过查看索引计数确认文件是否可以删除。
  通用图目录：重点是确保没有环

3 文件系统安装

1.操作系统要知道设备名称和文件系统的安装位置（即安装点）。
2.操作系统验证设备是否包含有效的文件系统，通过设备驱动读入设备目录，验证目录是否有期望格式。

4 文件共享

• 多用户
• 远程文件系统
• 一致性语义

5 保护

• 访问控制
  见另一个帖子。
• 其他保护模式
  给文件加设密码。